Устройство для ограничения минимального возбуждения синхронного генератора Советский патент 1981 года по МПК H02P9/14 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ МИНИМАЛЬНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА Изобретение относится к регулированию реактивной мощности энерго систем, в частности, к управлению возбуждением синхронных генераторов , работающих с потреблением реактивной мощности. Известны устройства для ограничения минимального возбуждения син ронного генератора, работающего в режиме потребления реактивной мощности 1 и 2 . Однако эти устройства сложны, имеют неуниверсальные характеристи ки и вследствие малой величины выходног о сигнала нашли применение только с жегуляторами возбуждения, имеющими высокий коэффициент усили Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для ограничения минимал ного возбуждения синхронного генератора, содержащее фазоповоротный блок, вход которого служит для под ключения к трансформатору напряжения синхронного генератора, датчики тока статора генератора и ключевую схему 3. Недостатком устройства является линейная характеристика, что затрудняет применение устройства для генераторов, работающих в режиме потребления реактивной мощности. С целью более полного использования генератора в режиме потребления реактивной мощности, устройство для ограничения минимального.возбуждения синхронного генератора содержащее фазоповоротный блок, вход которого служит для подключения к трасформатору напряжения синхронного генератора, датчики тока статора генератора и ключевую схему, снабжено вторым фазоповоротным блоком второй ключевой схемой, согласующим блоком импульсными датчиками фазы напряжения генератора, входы которых подключены к выходам фазоповоротных блокЬв, а выходы к управляющим входам ключевых схем, силовые входы ключевых схем подключены к датчику тока статора генератора, причем силовой вход одной из ключевых схем присоединен к датчику тока статора через дополнительныйрегулируемый резистор, а силовой вход второй к/почевой схемы подключен к движку того же резистора, а выходы ключевых схем связаны через согласукяций блок с зажимами д.пя подключения к возбудителю генератора.

На фиг. 1 и 2 представлены варианты схем устройства для ограничения минимального возбуждения синхронного генератора; на фиг, 3 приведена характеристика устройства

Устройство для ограничения минимального возбуждений генератора включает фазоповоротные блоки 1 и 1 которые подключены к статорной обмотке синхронного генератора через трансформатор 2 напряжения, датчик 3 тока статора, подключенный к трансформатору 4 тока, ключевые схемы 5 и 5 выполняющие роль сис т емы управления возбудителя 6, выполненные, например, на тиристорах, входы которых соединены с вы: одами датчиков 7 и 7 фазы напряжения генератора и датчика тока статора 3, а выход соединен с возбудителем б через согласующий блок 8, в качестве которого могут быть использованы, например, потенциометричесхий мост со стабилизированной ЭДС (фиг. 1), стабилитронный мост с диодиой развязкой (фиг. 2) или усилитель .постоянного тока.

Фазоповоротные блоки служат для установки углов начала работы Ключевых схем соответствующего интервала активной, мощности генератора, при превышении которых необходимо регулирование псш ротора в режиме потребления реактивной мошности.

Установка начальных углов осуществляется путем изменения фазы напряжения, подаваемого от трансформаторов 2 относительно напряжения от датчика тока 3, таким образом чтобы на ключевые схемы 5 и 5 приход импульсов с датчиков 7 и совпадал по времени с положительной полуволной синусоиды тока статора.

С выхода фазоповоротного блока напряжение с установленной фазой подается на вход датчика фазы напряжения генератора 6. Стабилитрон датчика форглирует импульсы практически прямоугольной формы.

Импульсы подаются на управляющие входы ключевых схем 5 и 5 осуществляя их открытие в зависимости от разности напряжения генератора тока статора и внутреннего угла генератора. С увеличением потребляемой.генератором реактивной мощности сигнал на выходе ключевых схем 5 и 5 уменьшается. Согласующий блок 8, представляющий собой нелинейный стабилитронный мост преобразует выходную характеристику к более удобному для реализации виду-(фиг. 3).

При всех значениях угла (Г меньших допустимого для первой схемы,импульсы положительной полярности, с датчиков, поступающие на вход первой ключевой схемь;, совпадают по времени с,положительной полуволной синусоидального напряжения, подаваемого

на второй вход схемы 5 с фазоповоротного блока 1. При этом на входе ключевых схем напряжение максимальн а ток управления возбудителем на выходе согласующего блока отсутствует

При увеличении реактивной нагрузки генератора в режиме потребления и соответственно угла сГ импульсы с датчиков 7 и 7 поступают на управляющие входы ключевых схем, сдвинутые по временной оси в сторону уменьшения периода работы ключевой схемы соответственно отклонению угла сГ, . Напряжение на выходе ключевых схем уменьшается, но увеличивается на выходе согласующего блока 8 и в цепи управления возбудителем появляется ток, величина которого зависит линейно от тока статора и по закону косинуса от угла между этим током и напряжением генератора Выходной ток, поступая в блок управления .возбудителем , повышает возбуждение генератора и препятствует дальнейшему росту потребляемой реактивной мощности. При изменении (f до величины cfj выводится из работы вторая ключевая схема, подключаемая на более высокие напряжения датчика тока и козффициент пропорциональности характеристики меняется.

Использование устройства обеспечивает получение характеристики ограничения минимального возбуждения генератора, совпадающей с характеристикой допустимых режимов генератора в режимах потребления реактивной мощности, надежность работы устройства, ввиду применения элементов ключевого типа, не подверженных влиянию окружающей среды .

Высокую помехозащищенность, так как отсутствуют цепи с низкими сигналами.

Формула изобретения

Устройство для ограничения минимального возбуждения синхронного генератора, содержащее фазоповоротный блок, вход которого служит для подключения к трансформатору напряжения синхронного генератора, датчики тока статора генератора и ключевую схему, отличающее с я тем, что, с целью более полного использования генератора в режиме потребления реактивной мощности, оно снабжено вторым фазоповоротньам блоком, второй ключевой схемой, согласующим блоком и импульсными датчиками фазы напряжения генератора, входы KOTOj5bix подключены к выходам фазоповоротных блоков, а выходы к управляющим входам ключевых схем, силовые входы ключевых схем подключены к датчику тока статора генераiTOpa, причем силовой вход из

ключевых схем присоединены к датчику тока статора через дополнительный регулируемый резистор, а силовой вход входной ключевой схемы подключен к движку того же резистора, а выходы ключевых схем связаны через согласующий блок с зажимами для подключения к возбудителю генератора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 538468, кл. Н 02 Р 9/14, 1972.

2.Авторское свидетельство СССР 575794, кл. Н 02 Р 9/14, 1973.

3.Авторское свидетельство СССР № 58583 , кл. Н 02 Р 9/14, 1976.